[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 국내 연구진이 일본 후쿠시마 오염수에서 방사성 요오드만 제거할 수 있는 흡착제를 세계 최초로 개발했다.

한국원자력연구원은 배상은 방사화학연구실 박사 연구팀이 한병찬 연세대 화학공학과 연구팀, 현택환 서울대-IBS 교수 연구팀과 함께 '바닷물이나 지하수에 녹아있는 방사성 요오드 핵종만을 선택적으로 99.8% 이상 제거하는 재사용 가능 흡착제''를 개발했다고 25일 밝혔다.

바닷물에는 염소, 불소, 브롬과 같은 할로겐 음이온이 다량 녹아있어 같은 할로겐 음이온인 요오드만을 선택적으로 제거하는 것이 어렵다. 기존에는 방사성 요오드만 선택적으로 제거할 수 없어 은(Ag)을 흡착제로 이용해 할로겐 음이온을 침전시켜 방사성 요오드를 제거했기 때문에 비용이 많이 들고, 폐기물도 많이 발생했다. 

한국원자력연구원에서 방사성 요오드 핵종만 선택적으로 99.8% 이상 제거하는 흡착제를 개발했다. [자료=한국원자력연구원] 2022.07.25 biggerthanseoul@newspim.com

연구팀은 자성을 띤 철 나노입자 표면에 백금을 코팅해 요오드만 선택적으로 제거할 수 있는 이번에 흡착제를 개발했다.

흡착제 표면에 코팅된 백금이 요오드와 공유결합해 요오드만 선택적으로 제거할 수 있다. 흡착제와 요오드가 반응할 수 있는 면적을 최대화하기 위해 흡착제를 나노 크기로 만든 것이 주효했다. 나노입자 중심부에 철을 넣어 자석을 이용해 물속에 퍼져있는 흡착제를 쉽게 다시 회수할 수도 있다.

흡착제 표면의 백금에 결합한 방사성 요오드는 전기화학적 방법으로 분리해 방사성 폐기물로 처리한다. 연구팀은 실험을 통해 오염수에서 방사성 요오드를 99.8% 이상 제거하는 것을 확인했다. 이 흡착제는 방사성 요오드만 제거하고, 흡착제를 재사용할 수 있어 발생하는 방사성 폐기물의 양이 적고, 흡착제 추가 구매 비용도 줄일 수 있어 경제적이다.

이번에 개발한 흡착제를 사용하면 후쿠시마 원자력발전소 사고 현장에 쌓여있는 수백만 톤의 원전 폐수 내에서도 방사성 요오드만을 선택적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 바닷물에 녹아있는 자연 요오드만을 선택적으로 추출해 의약품, 화학제품 등 우리 생활에 필요한 요오드를 생산하는 기술로 활용할 수 있다.

연구 결과는 수자원 분야에서 최고 권위 학술지 '워터 리서치(Water Research)'에 지난 14일자로 온라인 게재됐다.

배상은 박사는 "일본에서 샘플을 얻어서 테스트를 하려고 했는데 그동안 코로나19 팬데믹으로 여의치 않았다"며 "오염수 방출은 과학적으로도 윤리적으로도 해서는 안되는 것이고 방사성 원소를 자연에 방류하는 것은 자연재해나 마찬가지"라고 강조했다.

배 박사는 이어 "내년이나 내후년께 완료를 목표로 수백만톤 가량의 오염수를 빠르게 정화할 수 있는 시스템을 고안하는 것을 진행중"이라고 말했다. 

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